JPH05508751A - 位相/振幅データ測定受信機のためのオフセット周波数変換回路 - Google Patents

位相/振幅データ測定受信機のためのオフセット周波数変換回路

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JPH05508751A JP91507187A JP50718791A JPH05508751A JP H05508751 A JPH05508751 A JP H05508751A JP 91507187 A JP91507187 A JP 91507187A JP 50718791 A JP50718791 A JP 50718791A JP H05508751 A JPH05508751 A JP H05508751A
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コールドウエル、オウエン エム.
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 位相/振幅データ測定受信機のための オフセット周波数変換回路 技術分野 本発明は一般的に無線周波数(RF)の受信機に関し、特に送信機および受信機 において非同期の合成された局部発振周波数源の使用を可能にし、また受信機の 局部発振回路の周波数分解能が合成回路により制限されるときは受信機が高調波 混合を用いることを可能にする。 RF測定受信機内の中間周波数(IF)段の 改良に関する。
背景 現代のマイクロ波のレーダー・システムや通信システムは、アンテナの性能特性 に大きく依存する。アンテナ設計の絶ゆみない前進は、これらのシステムを進歩 させ、また計測機器の製造業者に対して、マルチビーム・アンテナ、!気的に操 向されるフェーズド・アレイ・アンテナ、2重偏波および成形ビーム反射器、低 サイドローブおよび広帯域の全方向性アンテナなどの新しいアンテナの性能特性 を高精度で測定することができる計測機器の供給を促した。
アンテナのテストは、多次元の測定の問題である。テスト中のアンテナ(AUT  −Antenna Under Te5t)からの受信信号は、複雑な信号で ある。
すなわち、アンテナの周波数、操向ビーム・アレイに対するビームの位置、偏波 、空間位置(方位角および仰角など)およびその他のパラメータの関数である。
受信されたフエイザ−(複素数のスカラー量)の振幅成分と位相成分は動作の主 要なパラメータであり、位置および他の適宜なテスト・パラメータ例えば周波数 や偏波などの関数として記録される。
測定受信機においては、信号の振幅、およびAUTに接続された信号チャンネル と送信側のフィールドに対して動かない固定された基準アンテナに接続された基 準チャンネルの間の位相の差を測定することが主な目的であ交形式で表される複 素量である。おおくの場合、測定値は、直交形式で表される複素量であり、互に 90°位相がずれている同相成分(1)と直角位相成分(Q)を持個々の測定を 行うために必要な時間の短縮は、測定受信機の取り込み速度と、AUTを位置決 め装置の速度によって決る。アンテナ・テスト位置決め装置は回転速度に限界が あるので、アンテナの有効範囲の効率の向上は受信機の性能特性を強化すること により達成された。アンテナの測定に影響を与える主な受信機の特性には、測定 速度1周波数の敏速性(ロックしたまま急速に周波数を変化させるための能力) 、ダイナミック・レンジ、コンピュータによりrsmされるシステムとのインタ ーフェースの適合性、測定チャンネルの数、および遠隔操作の可能性などが含ま れる。
測定速度は、受信機がデータを取り込み、処理し、所定の形式で出力することが できる速さである。多数の従来の受信機の見かけの速度は、通常、測定処理時間 が操作者にとって知覚されないほど十分に速い。しかしながら実際の受信機の速 度は、多周波数または多端子対の測定の場合のように、測定値が処理され出力と して提供される得るよりも急速に周波数が変えられ得るような繰り返し測定が行 われるときに明らかになる。
速くて同期した広帯域の測定には、受信機がその間ずっと送信源に位相同期して いることが必要である。受信機の周波数敏速性は、急速な周波数の遷移に遭偶し たときに位相ロックを保持することができる能力を表す。しかしながら、満足し 得る応答時間と周波数敏速性を両方提供できる測定受信機の設計においては、特 有の問題に出会う。
このようなアンテンナ・パターン測定受信機においては、信号チャンネルと基準 チャンネルの間の振幅および位相の関係がきわめて重要である。この位相および 振幅の関係を精確に測定するためには、受信機は安定な時間に基づいた基準信号 (基準チャンネルの信号と混同されるべきでない)に同期している、すなわちロ ックされていなければならない。幾つかの先行技術のアンテナ・パターン測定受 信機では、送信機の発振回路と受信機の局部発振回路が共通の周波数源に位相ロ ックされ、例えば45 M Hzの中間周波数(IF)だけ分離されるようにプ ログラムされていた。それから、従来の信号出力技術を用いて、基準チャンネル の45MHzのIFに対する4 5 M HzのIF倍信号位相が測定される。
さらに従来の手段により振幅が決定される。
しかしながら、共通の周波数基準源を用いるこの先行技術のアプローチは、AU Tの送信機と測定受信機の局部発振器の間に延びるケーブルまたは他の通信リン クを必要とする。言うまでもないが、発振器の位相の同期を保つために送信機と 受信機の間に通信リンクを必要とする方法は、いつでも便利または望ましいとは かぎらない。
さらに、同期を必要とすることは、この測定受信機の使用を、このようなリンク を設けることが可能な環境に限定する。また野外で敵のアンテナをテストしたり 測定したりすることは除かれる。
この先行技術を利用する受信機に対して新しい技術を導入しようとするとき、も う1つの困難に会う。特に、受信機の局部発振(LO)段における周波数源とし て周波数合成器を使用するときに困難が生じる。代表的な現代の周波数合成器は 、デジタル的に制御され、連続的な同調の代りに、所定の周波数間隔、例えば1 0kHz。
の不連続なステップで動作する。多くの現代のRF受信機は、広帯域の動作を可 能にするために、基本波混合および高調波混合の両方を使用している。例えば、 2−18GHzのRF領領域は、2.0〜4.6GHzをカッく−する局部発振 器が使用されている。都合の悪いことに、もし不連続なステップでプログラム可 能なデジタル周波数合成器を持つLOを使って高調波混合を行おうとすると、信 号の周波数とその高調波が混じり合って必要とする正確な中間周波数を生じさせ るような合成周波数を選択できない可能性がある。
例えば、受信周波数が3956MHz、LOの周波数の範囲が1000〜220 0MHzで同調分解能が1゜0MHz、IFが45MHzであるとする。この受 信機において高調波混合を使おうとすると、2000MHzのLO周波数の第2 高調波は4000MHzであり、この第2高調波は44MHz (4000−3 956)のIFを生じさせることが理解されるであろう。1.0MH2高い周波 数(2001MHz)は第2高調波が4002MHzであり、IF周波数は46 .0MHz (4002−3956)になる。必要とするLO周波数である20 00.5MHz (0,5X4001)は、周波数合成器の制限された分解能の ためにプログラムすることができない。この例におけるIFの誤差は1.0MH zであり、より高次の高調波においてはこの困難は一層増大する。実際に生じる 最大の誤差は、周波数合成器の分解能の2分の1×混合器の動作高調波の次数に なる。
受信機および送信機の同期した周波数源として、高いRF周波数において先行技 術のアプローチにならって位相ロック・ループを利用しようとするときに直面に するまた別の問題は、周波数の切り替え速度である。RFの位相ロック・ループ を用いるシステムは、位相口・ンク・ループの応答特性のために、周波数の切替 え速度についての能力が制限されている。換言すれば、このような先行システム は、一般的に、1秒間に約100周波数以上の切替え速度に対応することができ ない。しかしながら、送信機の周波数源として周波数合成器を使用する現代のシ ステムは、これよりもずっと大きな速度で周波数を切り替えることができ、この ような信号源を使用するシステムをテストできることが強く望まれる。
このように、レーダー、アンテナのテスト、通信機器などにおいて使用される無 線周波数の受信機の一層の進歩のために、送信機および受信機の両方の周波数源 として、しかも送信機および受信機の両方のための非同期の周波数源として、周 波数合成器の使用を可能にするための方法には、ますますニーズがある。
発明の要約 本発明は、先行技術の測定受信機のIF段において遭偶したこれらのおよびその 他の問題を、時間的に安定なオフセット周波数を基準チャンネルの第1のIF倍 信号加えるための高速応答の2重変換システムを採用することにより解決した。
この周波数オフセットIF信号はスピリットされ、増幅されて、LO倍信号して 、信号チャンネルおよび基準チャンネルの第2の変換回路に供給され、その結果 信号および基準チャンネルのIF倍信号、時間的に安定なIFオフセット周波数 にコヒーレントな第2のIFに変換される。この第2のIF倍信号さらに処理す ると、信号チャンネルの振幅データおよび位相データ(基準チャンネルの位相に 相対的な信号チャンネルの位相)が得られる。特に、本発明は、データの収集に 使用される受信機内の周波数合成局部発振器(L O)とコヒーレントであるこ とを要しない周波数合成送信源を採用することにより、位相および振幅の測定を 、アンテナの測定領域に置かれた測定受信機の内部で行うことを可能にする。
簡潔に説明すると、本発明は、基準チャンネルの第1の中間周波信号(IFI基 準)と安定なタロツク基準信号(基準IF2)に応答してIFIとIF2の和で ある混合出力信号を提供するオフセット周波数変換回路を含む。
結果として生じる(IFl+IF2)出力信号は、処理されて、第2のLO倍信 号して、信号チャンネルおよび基準チャンネルの第1のIF倍信号、基準IF2 基準信号に対してまた互いにコヒーレントな第2のIF倍信号IF2)に変換す るために供給される。オフセット周波数変換回路の好ましい実施例は、アブコン バージョンLO信号とコヒーレントなダウンコンバージョンLO信号を提供する 発振回路を含む。ダウンコンバージョンLO信号は、アブコンバージョンLO信 号よりも、クロック基準信号“基準IF2”の周波数だけ周波数が高い。アブコ ンバージョンLO信号、ダウンコンバージョンLO信号および入力信号に応答す る周波数変換回路が、IFI+IF2の安定な周波数の混合出力信号を提供する 。
本発明は、マルチチャンネルの位相/振幅RF受信機において、周波数合成器を 用いた周波数を急速に変化させることができる送信源とコヒーレントでない、周 波数合成器を用いたローカル発振器を使用することを可能にする。好ましいオフ セット周波数変換回路は、基準信号チャンネルの周波数にロックした、安定した コヒーレントな混合周波数IF1+IF2を供給する。それにもかかわらずIF 2の差信号の周波数は、LO段のデジタル周波数合成器によって発生される信号 との高調波混合を用いること、または受信機内のLOと送信機の周波数の間がコ ヒーレントでないこと等に起因して、第1の中間周波数IFIに発生する可能性 のある周波数の偏位を保持する。
さらに具体的に説明すると、好ましいオフセット周波数変換回路は、入ってくる 基準チャンネルの信号(IFI)をサンプリングし、この信号を制限増幅器を介 してオフセット周波数変換回路に結合する手段と、クロック源から安定な第2の 中間周波基準(基準IF2)を作り出すための手段を含む。代表的には、クロッ ク源(基準IF2)は受信機内に置かれ、周波数がIFIの合成された第1のL Oとコヒーレントになるであろう。オフセット周波数変換回路は、IFIとIF 2の和であるところの単一の出力周波数を供給する。信号IFl+IF2はスプ リットされて、受信機の各チャンネルのIFI信号およびIFl基準のダウンコ ンバータに供給される。これにより出力としてコヒーレントな第2の中間周波数 [(I Fl+IF2)−IFI]またはIF2が供給される。rFZ出力信号 は、オフセット周波数変換回路に対してあらかじめ決められた動作範囲、すなわ ち約IFI±IMHz内のIFIの変化に対して1定のままである。さらに、オ フセット周波数変換器の応答時間は、1秒当り5000周波数よりも大きな、非 常に高い周波数遷移を許容するほど十分である。
さらに一層特別の場合について説明すると、好ましオフセット周波数変換器は、 その発振回路の中に、互いに100kHzの周波数差で位相ロックしている2つ の水晶で安定化された発振回路を持つ。
従って、本発明の目的はRF位相/振幅アンテナバタン測定受信機のための改良 されたIF処理システムを提供することにある。
本発明の他の目的は非同期送信及び受信局部発振源と作用することのできる改良 されたRF測定受信機を提供することにある。
本発明の他の目的はデジタル周波数合成ベースの送信及び受信局部発振源と作用 するアンテナのテストに使用するための改良された位相/振幅アンテナバタン測 定受信機を提供することにある。
本発明の他の目的は不連続周波数ステップサイズにおいて作用する周波数合成ベ ース局部発振回路を用いる際受信機に高調波混合を用いることができる改良され たRF受信機を提供することにある。
本発明の他の目的はLOソースとして周波数合成器に機能できるばかりでなく高 周波数変換敏速性を有する改良されたRF受信機を提供することにある。
本発明の他の目的はレスポンス帯域幅と受信機の信号及び伝播遅延特性と局部発 振回路に用いられる周波数合成器の周波数スイッチング時間により制限された周 波数社速度で同期作用を行なう改良されたアンテナ測定受信機を提供することに ある。
本発明の他の目的は受信機と送信機との間のRFバンドにおける位相をロックし たループの使用を必要としないアンテナ測定に特に使用する改良されたRF受信 機を提供することにある。
本発明のこれらのまた他の目的、特徴及び利点は添付の図面及びクレームを参照 することによって、また以下の実施例の詳細な説明からより明らかとなろう。
図面の簡単な説明 図1は、アンテナのテストのための構成に使用された、本発明の好ましい実施例 にしたがって構成されたオフセット周波数変換回路を含む2チャンネル無線周波 数位相/振幅測定受信機のブロック線図である。
図2は、図1に全体的に示されている2チャンネル位相/振幅受信機のLOユニ ットおよびIF処理回路のブロック線図であり、好ましいオフセット周波数変換 回路の接続の仕方の詳細を示す。
図3は、本発明にしたがって構成されたオフセット周波数変換回路の好ましい実 施例のブロック線図である。
図4は、図3に全体的に示されている好ましいオフセット周波数変換回路の周波 数変換回路および発振回路/増幅回路段のブロック線図である。
図5は、図4に示されている好ましい発振回路/増幅回路段に使用されている1 20.OMHzの水晶制御発振回路のブロック線図である。
図6は、図4に示されている好ましい発振回路/増幅回路段に使用されている1 20.IMHzの電圧制御発振回路のブロック線図である。
図7は、図4に示されている好ましい発振回路/増幅回路段に使用されている位 相ロック・ループ回路のブロック線図である。
図8は、図3に示されている好ましいオフセット周波数変換回路の45.0〜4 5.IMHzの周波数変換回路段のブロック線図である。
好ましい実施例の詳細な説明 次に図を参照して説明する。幾つかの図において同じ数字は同じ構成要素を示す 。
図1は無線周波数(RF)の高速測定受信機8を示す。
この受信機8は、本発明にしたがって構成されたオフセット周波数変換回路10 を含む。オフセット周波数変換回路10は、中間周波数(IF)処理ユニット2 0内に含まれている。IF処理ユニット20は、本発明の1部を構成しない多数 の他の構成要素も含んでいる。全体としての受信機8は、さらに、局部発振(L  O)ユニット21と後述するごとく相互接続された受信機制御ユニット22を 含む。LOユニットは、周波数源として、デジタル周波数合成器23を含んでも よい。
オフセット周波数変換回路10は、送信機の周波数源としておよび受信機のLO ユニット21として非同期の合成周波数源を用いたテスト・システムにおいて、 受信機8の動作を可能にしている。合成周波数源は、それぞれ、受信機の内部で 45.OMHzのIF倍信号生じさせる適宜な周波数にプログラムされている。
オフセット周波数変換回路10は、プログラムによる周波数指定精度の限界に起 因する合成された周波数の間の小さな周波数の差、および基準発振器の周波数の 誤差を補正する。
送信機と受信機は、共通のRFケーブルを必要とすることなく、大きな距離だけ 離して動作させることができる。このシステムで使用されている周波数合成器は 、Com5tron社の2000または5cientific−Atlanta 社の1796Aのような直接型でもよい。
背景として、受信機8は、図1に示されているように、テスト中のアンテナ(A UT)に接続されている。被テストアンテナは、通常、性能テストのためにアン テナのテスト距離内に支持される。受信機8は、マイクロウェーブのようなRF 信号用の高速、高精度の同期型A/D変換システムを含む。完全に分離したしか し同期した信号チャンネルと基準チャンネルを提供することから、同期検波が可 能になる。LOユニット21は、この好ましい実施例では、1.9〜4.6GH zの範囲の局部発振信号を供給し、その結果として第1のIF周波数45MHz の信号を生じさせる。この45MHzのIF倍信号、LOユニット21内で増幅 されバッファを通されてIF処理ユニット20に送られ、そこでさらに増幅され てから第2中間周波数(IF2)100kHzにダウンコンバートされる。次に この100kHzのIF倍信号、自動的に所定の大きさの範囲に入るように調節 され、内部の高度に安定な時間基準を用いて同期検出される、直角位相信号Iと Qに変化され、受信機制御ユニット22によって利用されるためのデジタル形式 に変換される。信号チャンネルおよび基準チャンネルのフエイザー値に対応する デジタル・データは、それぞれ、IF処理ユニット20内の、信号チャンネルお よび基準チャンネルの100kHz信号にたいする自動レンジ調節復調回路12 aおよび12bと、制御/タイミング回路15とによって生成され、IFデジタ ル・データとして受信機制御ユニット22に送られる。
図1において、AUT内の水平および垂直偏波アンテナ素子は、RFスイッチ2 4に対して、水平に偏波した入力信号HORIZおよび垂直に偏波した入力信号 VERTを送給する。RFスイッチ24は、LOユニット21によって供給され る受信機RFスイッチ制御信号の制御の下で、2つの偏波信号を切り替える。ス イ・ンチ24からのLO&IF信号は、LOユニット21に供給される。好まし い実施例におけるLOユニット21は、アンテナ測定機器に望まれる感度とダイ ナミック・レンジを保つために、離れたところに置いてもよい。通常、システム のユーザは、LOユニット21を、できるかぎりAUTの近くに置くことを選択 するかもしれない。LOユニット21は、受信機制御ユニット22との間の光フ ァイバの制御線25を介して制御される。これによりLOユニットと受信機の他 の構成要素との間を2000フイートまで離すことが可能になる。
LOユニット21にはまた基準アンテナの働きをするホーン26が接続されてい る。このホーン・アンテナは、通常、アンテナの測定範囲内の固定した位置に置 かれ、送信アンテナ28から一定の基準信号を受信する。基準アンテナ26から の信号は、LO&IF基準という信号名が付けられ、LOユニット21に供給さ れる。
送信アンテナ28は、HORI ZおよびVERTで表されている、水平に偏波 した信号または垂直に偏波した信号を送信する。これらの信号はRFスイッチ2 9から供給される。受信機制御ユニット22は、RFスイッチ29に対して送信 RFスイッチ制御信号を送り、送信信号源30.代表的にはRF送信増幅器、か らアンテナ28の送信素子に供給される信号を、水平偏波および垂直偏波に切り 替える。
送信機30は、周波数源として、デジタル周波数合成器32を含んでもよく、し かも本発明によれば受信機8のLO21と周波数が同期していなくてもよい。
IF処理ユニット20の主な機能は、基準ホーン26から基準信号チャンネルの ”100kHz基準”およびAUTから信号チャンネルの”100kHz信号” を得るために、受信機に対して2段回の中間周波数のダウンコンバージョンを提 供することである。LOユニット21は、” 45MHz基準チャンネル” 、 ” 45MHz信号チャンネル”、および同期発振器からの”10MHz同期“ の3つの信号をIF処理ユニットに供給する。LOユニット21の詳細は本発明 の1部であると考えていないので、ここではこれ以上の説明はしないが、好まし いLOユニット21は、その周波数源としてデジタル周波数合成器23を含んで もよいことだけは言っておきたい。
IF処理ユニット20は、さらに、第1のIFサブシステム14を含む他の構成 要素を含む。第1のIFサブシステム14は、IF基準信号発生回路33を含む 。IF基準信号発生回路33は、LOユニットから供給される同期クロック信号 ”10MHz同期”を分周し、制御/タイミング回路15に対して正確な安定時 間基準”lOM Hzクロック“信号を供給する。
IF基準信号発生回路33はまた、オフセット周波数変換回路10に対して、非 富に安定な100kHzの信号”基準IF2”を供給する。オフセット周波数変 換回路10は”基準IF2”信号に応答して45.LMHzの信号を発生する。
この45.LMHzの信号は、信号チャンネルおよび基準チャンネルの45MH zダウンコダウンコンバージョンbに供給される。ダウンコンバータ38a、3 8bの出力は、それぞれ、信号チャンネルおよび基準チャンネルの100kHz の第2中間周波数信号” IF2信号”および” IF2基準“である。これら の信号の位相および振幅が、受信機8による測定の対象である。
各チャンネルのダウンコンバータ38からの信号チャンネルおよび基準チャンネ ルの100kHzの第2中間周波数信号” IF2信号”および”IF2基準” は、各チャンネルの自動レンジ調節復調回路12と制御/タイミング回路15に よって処理されて、同相(1)および直角位相(Q)のデジタル値がめられる。
制88/タイミング回路15の出力は、IFデジタル・データである。
自動レンジ調節復調回路12および制御/タイミング回路15の動作の詳細は、 ここではこれ以上説明しない。
なぜなら” Method and Apparatus for Autor anging、 Quadrature Signal Generation ’の名称で1990年3月に出願され、本願と同じ譲受人により所有されている 共に審査中の連続番号−m−の出願に説明されており、またここでも完全に説明 するほどに参照によって組み込まれその一部分となっているからである。
このデジタルの結果”IFデジタル・データ“は、それ以上の処理、表示および 出力のために、受信機制御ユニット22に送られる。受信機制御ユニット22は 、信号および基準チャンネルのために、1秒間5000サンプルを出力する。振 幅および位相すなわちIおよびQ出力は、”データ出力”として、計算や表示の ために多様な浮動小数点数値形式のデジタル・データとして供給される。受信機 制御ユニット22はまた、IEEE−488バス、R5232/449シリアル ・インターフェース、BCDレコーダなどのコントローラ・インターフェースを 提供する。受信機制御ユニットは、生のデータ信号を受け取り、校正のための補 正、数値変換、同期平均化、正規化などを実時間で行うために、高速のデジタル 信号および浮動小数点プロセッサを使用している。その結果得られる形式化され たデータは、高速のパラレル・インターフェースを介して制御ユニット22から 直接にユーザが取得することもできるし、488バス、シリアル、およびBCD レコーダ インターフェースなどを介しての出力や表示のために制御ユニットの 内部で配給される。好ましい受信機制御ユニットの細部は本発明の一部を構成し ないので、ここではこれ以上の説明は行わない。
本発明のオフセット周波数変換回路10は、両方のダウンコンバータ38aおよ び38bに対して45.LMHzのLO倍信号供給するように動作する。45. LMHzのLO倍信号、デジタル出力に変換される前に両方のダウンコンバータ 38によって高精度の100kHzの出力信号が生成されるように、”45MH z基準チャンネル”に高精度の100kHzの周波数オフセットが加えられたも のである。
これにより、ダウンコンバータ38aおよび38bからの各100kHzの信号 の間の差は、AUTの測定されたパラメータを反映する。基準信号とAUTから の信号の間の位相および振幅の差(許容可能な誤差の範囲)に動的に制限される 。この動的な制限は、好ましいオフセット周波数変換回路10の動作から生じる ものであり、100kHzの信号“基準IF2’が10MHzのクロック信号( 最終的に復調回路12および制al/タイミング回路15内の回路をクロックす る)から導出されたものであるかぎり、その下流の部分が正しく動作することを 可能にする。したがって100kHz信号の周波数の正確さが受信機の動作にと って重要であり、高い精度の達成に寄与することが理解されるであろう。
特に、送信機30の周波数合成器32とLOユニット21の周波数合成器23の 間には同期も通信もコヒーレンシーもなく、そのために例えば受信機制御ユニッ ト22によって正確に同じ周波数が選択されるとしても、周波数合成器が独立に 動作しており互に離れた位置に置かれているという事実のために、テスト中のア ンテナのせいにされる幾らかの周波数の差とその結果としての位相の誤差が不可 避的に存在することに気づくであろう。本発明によって克服されるのは、この周 波数の差である。
IF処理ユニット20の主な機能は、100kHzの基準チャンネル信号” I F2信号”および” IF2基準”を得るために、受信機8に対して中間周波数 のダウンコンバージョンを提供することである。これらの信号は、LOユニット 21の出力、すなわち”45MHz基準チャンネル”出力の第1中間周波数信号 ” IFI基準”、”45MHz信号チャンネル”出力の” IFI信号2、お よびコヒーレントな発振回路のクロック信号”IOMH2コヒーレント”から作 られる。
次に図2に移って、開示されたオフセット周波数変換回路10はIF処理ユニッ ト20内にあり、周波数変換回路10は、両方のダウンコンバータ38aおよび 38bに対して45.IMHzのLO倍信号供給するように動作する。45.1 MHzのLO倍信号、デジタル出力に変換される前に両方のダウンコンバータ3 8によって高精度の100kHzの出力信号が生成されるように、”45 M  Hz基準チャンネル”に高精度の100kHzの周波数オフセットが加えられた ものである。
これにより、ダウンコンバータ38aおよび38bからの各100kHzの信号 の間の差は、AUTの測定されたパラメータを反映する。基準信号とAUTから の信号の間の位相および振幅の差(許容可能な誤差の範囲)に動的に制限される 。この動的な制限は、好ましいオフセット周波数変換回路10の動作から生じる ものであり、100kHzの信号”基準IF2”が10MHzのクロック信号( 最終的に復調回路12および制御/タイミング回路15をクロックする)から作 り出される。したがって、100 k Hzの信号の周波数の正確さが受信機の 動作に重要であり、精度を高くすることに寄与することが理解されるであろう。
特に、送信機30内の周波数合成器32とLOユニット21内の周波数合成器2 3の間には同期も通信もコヒーレンシーもないので、例えば受信機制御ユニット 22により、テストを行うためのある設定において、2つの周波数合成器に正確 に同じ周波数を選択したとしても、2つの周波数合成器が独立に動作しておりし かも互に離れた場所に置かれるという事実のために、不可避的に幾らかの周波数 の差およびその結果としての位相誤差、テスト中のアンテナのせいにされる、が 存在することに気がつくであろう。本発明が克服したのは、この周波数の差であ る。
1F処理ユニツト20の主な機能は、100kHzのチャンネル信号” IF2 信号”および” IF2基準”が得られるように、受信機8に対して中間周波数 のダウンコンバージョンを提供することである。これらの信号はLOユニット2 1の出力、すなわち“45MHz基準チャンネル”内の第1中間周波数信号”I FI基準”、”45MHz信号チャンネル”内の”IFI信号”およびコヒーレ ントな発振回路からのクロック信号”10MHzコヒーレント″から作り出され る。
第2図において、開示するオフセット周波数変換回路1oはIF処理ユニット2 0内にあり、信号チャンネルの信号” IFI信号”および基準チャンネルの信 号“ IF1F1基準受信するように接続されている。これらの信号は両方とも 第1のIF周波数IF!であり、LOユニット21から供給される。テスト中の アンテナからの信号は、まずLOユニット21において受信され、混合器40a 、好ましくは2ポートの非平衡混合器のRF大入力供給される。混合器40a好 ましくは5cientiffc−Atlanta社の14−11−20は、電力 分割回路39からのLO”と名前が付けられている信号を受ける。電力分割回路 39は、その信号をプログラム可能なデジタル局部発振回路32から得る。混合 器40aは、この”LO”信号を入力信号と混合し、第1中間周波数IFIを周 波数グイプレクサ41aに供給する。周波数グイプレクサ41aは、その局部発 振信号”LO”を分離して、”IFI信号”と名づけた周波数IF1の中間周波 数だけを、出力として、信号チャンネルに供給する。好ましい周波数ダイプレク サ41は、5cientiftc−Atlanta社によって製造される集積化 されたRFサブアセンブリの1部であるが、従来の周波数ダイプレクサも使用で きる。本発明の方法は、いろいろな周波数領域のRF倍信号適用しているいろな 周波数領域の第1中間周波数IFIを得ることを可能にするが、好ましい実施例 では、第1中間周波数IFIは一般的に44.5〜45.5MHzの範囲内であ る。
第1中間周波数信号”IFI信号”は、中間周波数増幅器42aに供給され、そ こでIF処理ユニット2oへの送信のために増幅される。LOユニット21は2 000フイートまで離して置かれるので、この送信は代表的には同軸ケーブルを 介して行われる。
同様に、基準チャンネルのための対応する第1中間周波数信号”IF2基準”を 得るために、プログラム可能な周波数合成器すなわち局部発振回路32からの局 部発振信号”LO”は、電力分割回路39の他側から、同じ様な2ボ一ト混合器 40b、周波数グイプレクサ41b11F増幅回路42bに供給される。
1F処理ユニツト20の内部では、信号チャンネルの中間周波数IFI信号は、 まずバンド・パス・フィルタ50aに供給され、45.OMHzで濾波されて、 帯域外の偽信号や帯域外のノイズが、除去される。フィルタ50aの後この信号 は平衡混合器38aに供給され、そこでオフセット周波数変換回路10により発 生される混合信号” IF1+IF2″と混合され、その1つの出力として第2 中間周波数が200kHzより高い周波数の信号を通さないロー・バス・フィル タ55aに供給される。
ロー・バス・フィルタ55aの出力は、100kHzの信号チャンネルの第2中 間周波数信号”IF2信号”であり、この信号は次にIおよびQへの変換および デジタル化のために復調回路12a(図1)に供給される。
基準チャンネル信号’IFI基準”に対しても、フィルタ50bによるバンドパ ス濾波の前にMiniCircuits TDCIO−1型のカップラ58によ って” IFI基準”信号のサンプルが取られる以外は、同様の回路50b、3 8b、55bが設けられている。”IFI基準“のサンプルは次に制限増幅回路 59に供給され、制限増幅回路59はこの信号の振幅を制限する。
増幅回路59の出力”REF IFI”は次にオフセット周波数変換回路1oに 供給される。変換回路10は、後で説明されるようにして、安定な基準源からの 1選ばれた第2中間周波数IF2の、安定な第2の中間周波信号を基準IFIに 加える。オフセット周波数変換回路10の出力はオフセット信号” IF1+I F2’であり、この信号は次に電力分割回路60に入力されて、両方の混合/ダ ウンコンバージョン回路38a、38bに供給される。好ましい実施例では、変 換回路10によって供給されるオフセット周波数は、他の周波数も利用可能であ り発生させることもできるが、45.1MHzである。
図3を参照すると、オフセット周波数変換回路10は、2つの基本的な機能部分 、45.0/45.1MHzの周波数変換回路70と120.0/120.1の 発振/増幅回路72を含む。周波数変換回路70は、発振/増幅回路72から2 つの”LO”入力、1つは120.OMHzのアブコンバージョンの形の信号す なわち第1の”LO”信号であり、他方は120.1MHzのダウンコンバージ ョンの形の信号すなわち第2の”LO’信号である。周波数変換回路70の入力 周波数の初期周波数がFOのときは、出力周波数はFOプラス100kHzにな り、好まし実施例ではFOは45.0±0.5MHzの範囲内にある。
120、O/120.IMHzの発振/増幅回路72は、第2中間周波数IF2 の非常に安定な基準入力信号”基準IF2”を受ける。この信号は、好ましい実 施例ではTTLレベルで100kHzである。回路72は、120.0MHzお よび120.1MHzの”LO”出力に加えて、この発振回路の内蔵の位相ロッ ク・ループがロックしていることを示す位相ロック・フラッグを出力する。この 位相ロック・フラッグは、受信機や受信機制御ユニット(図示されていない)に 関連する他の回路に、デジタル形式のステータス出力信号として供給され、他の 回路は、この信号を使って、出力が安定しかつ出力周波数が有効なFO+100 kHzであるときを知ることができる。
本発明の開示にしたがって構成されたオフセット周波数変換回路10は、3.0 MHz以上の応答帯域幅を持ち、変換回路が周波数の急速な変化に応答すること を可能にしている。
次に図4において、120.0/120.1の発振/増幅回路72は、120. IMHzの電圧制御発振回路(VCO)アセンブリ74を含む。この電圧制御発 振回路アセンブリ74は、100kHzの周波数の差がある120.0MHzの 水晶発振回路アセンブリに位相ロックされる。120.0MHzの信号は第1の またはアブコンバージョンIF LO倍信号みなされ、120.IMHzの信号 は第2のまたはダウンコンバージョンIFLO信号とみなされる。これらの発振 回路74.75は、45.0MHzのサンプルされた基準信号”基準IFI”を より高い周波数75.0MHzの信号に変換するために、周波数変換回路70内 のアブコンバータすなわち混合器80に50人力を供給し、75.0MHzを4 5゜1MHzに変換するダウンコンバータすなわち混合器83に50人力を供給 する。
120、OMHzの水晶発振回路アセンブリ75は、図5に示されているように 、3つの完全にシールドされた構成要素を含む。120.OMHzの水晶発振回 路90は、中央のシールドされた区画91内に入っている。
水晶発振回路90の出力は、別々のシールドされた区画95.96に入れられて いる全く同じ同調t< ・yファ増幅器93a、93bに結合されている。これ らのノくソファ増幅器93は、発振回路の出力の間の高いアイソレーションを提 供する。1つのバッファの出力は、図7に示されティるように、120.0/1 20.1MHzの発振器の位相ロック・ループ回路100の混合回路の入力にケ ーブルで接続されている。第2のバッファ93bの出力は、45、OMHz/7 5.0MHzのアブコンt<−タ80の局部発振回路の入力に接続されている。
120.1MHzのVCOアセンブリ74は図6に示されており、同様に3つの 完全にシールドされた区画102.103,104を含む。120.1MHzの VC入っている。“周波数制御入力”と名付けられた±10ボルトの範囲内の周 波数制御入力電圧は、貫通フィルタ107により、vCO回路106に結合され ている。
■co回路106の出力は、2つの別々の同調バ・ソファ増幅器112a、11 2bを介して、2つの別々の120.1MHz出力に結合されてる。増幅器11 2は、発振回路の出力の間のアイソレーションを提供する。1つの出力は、 増幅器93は、発振回路の出力の間の高いアイソレーションを提供する。1つの バッファの出力は、図7に示されているように、120.0/120.1MHz の発振器の位相ロック・ループ回路100の混合回路の入力にケーブルで接続さ れている。第2のバッファ93bの出力は、45.OMHz/75.0MHzの アブコンバータ80の局部発振回路の入力に接続されている。
120.1MHzの■COアセンブリ74は図6に示されており、同様に3つの 完全にシールドされた区画102.103,104を含む。120.1MHzの VCO回路106は、中央のシールドされた区画103内に入っている。”周波 数制御人力”と名付けられた±10ボルトの範囲内の周波数制御入力電圧は、貫 通フィルタ107により、VCO回路106に結合されている。
vCO回路106の出力は、2つの別々の同調バッファ増幅器112a、112 bを介して、2つの別々の120.1MHz出力に結合されてる。増幅器112 は、発振回路の出力の間のアイソレーションを提供する。1つの出力は、図7に 示されるように、120.0/120.1MHzの位相ロック・ループ回路10 0の混合回路の入力に結合されている。それに対し第2の出力は、75MHzか ら45. 1MHzダウンコンバータ83(図4)に対してLO大入力して結合 されている。
次に図7において、位相ロック・ループ回路100は、120.0MHzの発振 回路75と120.IMHzのVCO74の間の100kHzの周波数の差を維 持するように動作する。各発振回路74.75からの出力は、2重平衡混合器1 15の入力に結合されている。この差周波数は、好ましい実施例では公称100 kHzであり、100kHzのロー・バス・フィルタ116を通り、100kH zの最小帯域幅増幅回路120により増幅され、位相検出回路122において、 入力されるTTLレベルの100kHzの基準信号入力”基準IF2“と比較さ れる。この基準信号人力″基準IF2”は、100kH2の安定な基準を提供す るために、システムの10MHzのクロックから導出され、回路33(図1)に おいて100分周された正確な100kHzの信号である。位相ロック・ループ 100内の位相または周波数の誤差は、誤り信号を発生させ、この誤り信号は演 算増幅器123によって増幅され(アクティブ・ループ・フィルタによる濾波も 行われる)で、vC074を制御する”周波数制御”電圧として供給される。当 業者には知られているやり方で、VCO74の周波数は、検出された位相誤差を 減少させるように”周波数制御”信号に比例して変化する。
次に図8において、45.O/45.1MHzの周波数変換回路70は、45. OMHz±0.5MHzの周波数領域内の入力信号に、安定な100kHzの周 波数を加える。この100kHzの周波数は、2つの入力、120.0MHzの 第1のアブコンバージョンLO信号と、120.1MHzの第2のダウンコンバ ージョンLO信号の間の周波数の差から導出される。回路70はアブコンバータ 80を含み、アブコンバータ80は、45゜0MHzの基準チャンネル入力サン プル信号”基準IF1″を含む。45.OMHzの入力は、まずPADかつ狭帯 域バンド・バス・フィルタ130によって減衰せしめられ濾波されてから2重平 衡混合器131に供給され、発振回路75からの120.OMHzのLO信号と 混合され、75.0MHzの第3の中間周波信号” IF3“が得られる。フィ ルタ/増幅回路134がこの信号を増幅し、75.0MHzよりも高いかまたは 低い望ましくない周波数を取り除く。
フィルタ/増幅回路134からの信号は、いまは75゜0MHzであるが、ダウ ンコンバータ回路83内で45゜1MHzにダウンコンバートされる。ダウンコ ンバータ回路83は、75.0MHzの付近の狭い周波数帯域だけを通過させる ように同調された狭帯域バンドパス・フィルタ140を含む。バンドパス◆フィ ルタ140の出力は2重平衡型の混合器142に供給され、そこでVC074か らの120.IMHzと混合されて、45.1MHzにダウンコンバートされる 。45.1MHzの出力信号は、45.IMHzでOdBMの出力レベルを供給 するために、可変利得増幅回路148.アクティブ・フィルタ/増幅回路149 .レベル検出回路150およびフィルタ/誤差増幅回路152を含む一連の回路 の段に入力される。回路148,149,150および152は、動作温度範囲 の全体にわたって一定の出力を保つ、遅応答レベル設定ループを構成する。
フィルタ/増幅回路149の出力のサンプルは、レベル検出回路150に供給さ れる。レベル検出回路150は、信号の振幅に比例したDC出力を供給する。こ のDC出力は、予め設定された基準DC電圧と比較される。
検出されたDC電圧と基準DC電圧の差は、誤差信号としてフィルタ/誤差増幅 回路152により増幅され、フィルター可変利得増幅回路148に供給されて、 誤差を減少させ一定の出力レベルが維持される。
説明したオフセット周波数変換回路10は、IF処理ユニット20に対する基準 入力チャンネルの周波数の変化、この周波数の変化は±IMHzまたはそれ以上 の範囲にわたって変化する可能性がある。をコヒーレントな基準信号を用いるこ となく補正することを可能にすることが理解されるであろう。説明したように、 この回路の動作可能な3dBの全帯域幅は3MHzよりも広く、また最小5kH zの変化率に応答することができる。すなわちプログラム可能な局部発振器また は周波数合成器が最小5kHzの速度でステップ的に変化してもロックを保つこ とができる。したがって、システムは、LOユニット21内の周波数合成器また は送信器に付設された周波数合成器の変化が原因となって、基準入力ライン”基 準iFl”に連続的な周波数の変化が到達した場合にもロックを維持する。本回 路は、非常に純粋な100kH2の第2の中間周波数を出力として得るために、 正確で厳1.<制御された1 00 k Hz、の信号を付は加える。
さらに、45.0MHzの第1の中間周波数と共に使用するための、45.0/ 45.1周波数変換段70に対するアブコンバージョン周波数として、濾波の容 易さのために、75.0MHzが選択されていることが理解されるであろう。7 5.0MHzのアブコンバージョン周波数は、45MHzの第2高調波からも十 分に離れており、濾波の困難さを避けることができる。
さらに本発明は、RF回路への応用において、受信機と送信機の間に位相ロック ・ループを必要とせずに、第1の中間周波数を第2のより低い中間周波数に変換 するための手段を提供することも理解されるであろう。これは、応答が遅いRF 位相ロック・ループの化わりに2回の変換を行うことと、120.0/120. 1発振器72から供給される信号の間に100kHzの差を維持するためのIF 段に位相ロック・ループを使用することにより可能になる。この方法は、臨界的 な動作がずっと少なく、また第1の中間周波信号” IFI”から独立であるこ とも実証された。さらに本発明は、第1のIFチャンネルの周波数の変換に対す るより高速の応答を可能し、共通の基準信号を持たない合成局部発振源によるコ ヒーレントな動作を可能にし、受信機の後の段における高調波の混合の利用を可 能にし、さらに高い周波数変移を可能する。
本発明の好ましい実施例は、例として開示したものであり、当業者には本発明の 範囲と添付した請求項の精神から逸脱することなく他の変形例が思い浮ぶであろ う。
FIG 3 FIG 5 FIG 6 FIG 7 要約書 、 複数チャンネルの無線周波数(RF)位相/振幅測定受信機(8)の中間周波数 (IF)段のためのオフセット周波変換回路。この変換回路は、互に同期してい ないデジタル周波数合成器を用いた送信機と受信機の局部発振源の使用を可能に し、かつ高調波混合の使用を可能にする。この周波数変換回路は、基準チャンネ ル(38b)に入ってくる第1の中間周波数信号IFIをサンプリングする。I FIサンプル信号は次により高い周波数にアブコンバートされ、濾波され、IF Iサンプル信号からより低い第2の中間周波数IF2だけ遷移したIF1+IF 2信号にダウンコンバートされる。加えられた周波数オフセットIF2は、送信 機とは独立であるが受信機のLOに同期した時間的に安定化された源から作り出 される。混合されたIFl+IF2信号は、テスト中のアンテナからの信号チャ ンネル(38a)および基準チャンネルの両方の信号とそれぞれ混合されて、テ スト中のアンテナの特性に対応して位相と振幅が異なる周波数IF2の、互いに 同期した出力信号が得られる。
手続補正書 平成4年 9月29日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.無線周波数装置の内部で発生されたIF基準信号とコヒーレントな周波数の 、遠隔の周波数源から導かれたIF出力信号を提供するための、無線周波数装置 内のまた無線周波数装置のための中間周波(IF)回路であって、 プログラム可能な可変デジタル周波数合成器を含む局部発振器であって、該局部 発振器が前記遠隔周波数源と独立であるもの、および 前記局部発振器と前記IF基準信号の間の所定の範囲内周波数の差に応答する、 安定な混合信号を提供するためのオフセット周波数変換手段、および入力信号と 前記混合信号に応答し前記IF出力信号を提供する利用手段 を含むもの。 2.請求項1のIF回路であって、前記オフセット周波数変換回路が、前記入力 信号と安定なクロック基準信号に応答して、局部発振周波数源として前記IF回 路内の第2の変換回路に供給されたとき、前記安定なクロック基準にコヒーレン トな前記IF信号になる前記混合信号を提供するもの。 3.請求項2のIF回路であって、前記オフセット周波数変換回路が、 アプコンバージョンLO信号とダウンコンバージョンLO信号を提供する1つの 発振回路、ただし前記アプコンバージョンLO信号は、前記ダウンコンバージョ ンLO信号と前記クロック基準信号だけ周波数が異なっている、および 前記アプコンバージョンLO信号、前記ダウンコンバージョンLO信号、および 前記入力信号に応答して、前記IF出力信号を提供する周波数変換回路段を含む もの。 4.請求項3のIF回路であって、アプコンバージョンLO信号と前記ダウンコ ンバージョンLO信号が、前記入力信号よりも周波数が高いもの。 5.請求項3のIF回路であって、前記局部発振回路が、前記アプコンバージョ ンLO信号周波数で動作する固定発振回路、 制御電圧に応答する電圧制御発振回路、前記アプコンバージョン信号と前記ダウ ンコンバージョン信号に応答して差信号を得るための手段、前記差信号を前記ク ロック基準信号にロックさせるように動作して前記制御電圧を供給する位相ロッ ク・ループ を含み、 前記電圧制御発振回路が、前記アプコンバージョン信号と前記クロック基準信号 を加えた周波数のダウンコンバージョンLO信号を提供する もの。 6.請求項3のIF回路であって、前記周波数変換段が、前記入力信号と前記ア プコンバージョンLO信号に応答して第2のアブコンバートされたIF信号(I F3)を提供する周波数アブコンバータ、 前記アブコンバートされたIF信号(IF3)から望ましくない周波数を取り除 くためのフィルタ手段、および 前記アブコンバートされたIF信号(IF3)と前記ダウンコンバージョンLO 信号に応答して前記出力信号(IF1+IF2)を提供する第2の変換回路を含 むもの。 7.請求項6のIF回路であって、前記アブコンバートされたIF信号(IF3 )が、前記入力信号の周波数よりも高くいが前記アプコンバージョンLO信号よ りも周波数が低いもの。 8.請求項6のIF回路であって、前記アプコンバージョン信号が120.0M Hzであり、前記アブコンバートされたIF信号(IF3)が75.0MHzで あり、そして前記入力信号が通常45.0MHzであるもの。 9.請求項6のIF回路であって、前記アブコンバートされたIF信号(IF3 )が、前記入力信号の第2高調波よりも周波数の低い信号を含むもの。 10.請求項6のIF回路であって、さらに前記第2の周波数変換回路の後に、 混合過程で生じた望ましくない周波数を濾波するためのバンドバス・フィルタ手 段を含むもの。 11.請求項3のIF回路であって、前記アプコンバージョンLO信号が、前記 ダウンコンバージョンLO信号よりも前記クロック基準信号の周波数だけ低いも の。 12.請求項11のIF回路であって、前記アプコンバージョンLO信号が12 0.0MHzであり、前記クロック基準信号が100kHzであるもの。 13.請求項1のIF回路であって、前記利用手段が、RF測定受信機を含むも の。 14.請求項13のIF回路であって、前記RF測定受信機が、信号チャンネル と基準チャンネルを含み、さらに前記IF基準信号が前記基準チャンネルから作 り出されるもの。 15.予め決められた周波数の増分で周波数をステップさせて局部発振信号を発 生するための、周波数合成回路を備えた局部発振段と、前記局部発振信号を前記 局部発振回路とは独立の遠隔の周波数源からの入力RF信号と混合してダウンコ ンバートされた中間周波数(IF)出力信号を得るための高調波混合器を含む無 線周波数受信機内のまたは無線周波数受信機のための、改良された高い周波数追 随能力をもつ周波数変換回路であって、前記局部発振信号を前記入力信号と混合 するための前記局部発振段に応答して、第1のIF信号(IF1)を提供するた めの手段、 前記IF1信号をサンプリングして基準IF1信号を提供するための手段、 予めきめられた第2のIF周波数信号(IF2)の周波数の安定なクロック基準 を提供するための手段、前記基準IF1信号と前記第2のIF周波数信号に応答 して、IF1+IF2信号を提供するためのオフセット周波数変換手段、および 前記IF1+IF2信号を前記第1のIF信号(IF1)と混合して前記第2の IF周波数IF2の前記IF出力信号を提供するための手段 を含み さらに前記高調波混合器が、前記受信機が前記局部発振器に関してノンコヒーレ ントである送信機からの信号を処理するときにも使用できる もの。 16.請求項15の周波数変換回路であって、前記入力信号が前記局部発振信号 と混合されて基準チャンネルの第1のIF信号(IF1基準)と信号チャンネル の第1のIF信号(IF1信号)が提供され、前記サンプリング手段が前記基準 チャンネルの第1のIF信号(IF1基準)をサンプルするもの。 17.請求項15の周波数変換回路であって、前記入力RF信号が信号チャンネ ル入力RF信号と、基準チャンネルRF入力信号を含み、前記信号チャンネル入 力RF信号が前記局部発振信号と混合されて基準チャンネルの第1のIF信号( IF1基準)が提供され、前記信号チャンネル入力RF信号が前記局部発振信号 と混合されて信号チャンネルの第1のIF信号(IF1信号)が提供され、さら に 前記混合されたIF1+IF2信号が、前記1F1基準信号およびIF1信号と 混合されて前記第2のIF周波数IF2の、別々のIF出力信号IF2基準およ びIF2信号を得ており、IF2基準およびIF2信号は周波数において互にコ ヒーレントであるが、位相および振幅はコヒーレントでなく、前記信号チャンネ ルおよび前記基準チャンネルの前記入力RF信号を発生させる信号チャンネルア ンテナおよび基準チャンネルアンテナにおける差にしたがって異なっているもの 。 18.請求項15の周波数変換回路であって、前記オフセット周波数変換回路が 、 アプコンバージョンLO信号とダウンコンバージョンLO信号を提供するための 発振回路、ただし前記アプコンバージョンLO信号は、前記ダウンコンバージョ ンLO信号と、前記クロック基準信号だけ周波数が異なっている、および 前記アプコンバージョンLO信号、前記ダウンコンバージョンLO信号、および 前記クロック基準信号に応答して、前記IF1+IF2出力信号を提供する周波 数変換回路段 を含むもの。 19.請求項18の周波数変換回路であって、前記局部発振回路が、 前記アプコンバージョンLO信号において動作する固定発振回路、 制御電圧に応答する電圧制御発振回路、前記アプコンバージョンLO信号と前記 ダウンコンバージョンLO信号に応答して差信号を得るための手段、前記差信号 を前記クロック基準信号にロックさせるように動作して前記制御電圧を供給する 位相ロック・ループ を含み、 前記電圧制御発振面路が、前記アプコンバージョン信号と前記クロック基準信号 を加えた周波数のダウンコンバージョンLO信号を提供する もの。 20.請求項18の周波数変換回路であって、前記周波数変換段が、 前記入力信号と前記アプコンバージョンLO信号に応答して第2のアブコンバー トされたIF信号(IF3)を提供する周波数アブコンバータ、 前記アブコンバートされたIF信号(IF3)から望ましくない周波数を取り除 くためのフィルタ手段、および 前記アブコンバートされたIF信号(IF3)と前記ダウンコンバージョンLO 信号に応答して前記IF1+IF2出力信号を提供する周波数ダウンコンバータ を含むもの。 21.請求項20の周波数変換回路であって、前記アブコンバートされたIF信 号(IF3)が、前記基準IF1信号よりも周波数が高いが、前記アプコンバー ジョンLO信号よりも周波数が低いもの。 22.請求項20の周波数変換回路であって、前記アプコンバージョン信号が1 20.0MHzであり、前記アブコンバートされたIF信号(IF3)が75. 0MHzであり、そして前記入力信号が通常45.0MHzであるもの。 23.請求項20の周波数変換回路であって、前記アブコンバートされたIF信 号(IF3)が、前記基準IF1信号の第2高調波よりも周波数の低い信号を含 むもの。 24.請求項18の周波数変換回路であって、前記アブコンバートされたLO信 号が、前記クロック基準信号の周波数だけ、前記ダウンコンバータされたLO信 号よりも周波数が低もの。 25.請求項24の周波数変換回路であって、前記アブコンバートされたLO信 号が120.0MHzであり、前記クロック基準信号が100kHzであるもの 。 26.レシーバーが、第1周波数で送られる信号を受信するテストアンテナの特 性の測定に効力があるような、ラジオ周波数(RF)アンテナ測定レシーバーの 中波(IF)ステージてあって、 上記送信信号を受信するように位置されられるリファレンスアンテナから入力さ れるリファレンス信号を受信するための手段;と 上記送信信号を受信するように位置されられるテスト下のアンテナから入力され るテスト信号を受信するための手段;と 上記リファレンス信号を第1リファレンス中波(IF1REF)信号に周波数逓 降変換するためのレシーバーローカルオシレーター信号に反応する第1リファレ ンスチャンネルIF手段;と 上記テスト信号を第1信号中波(IF1SIG)信号に周波数逓降変換するため の上記レシーバーローカルオシレーター信号に反応する第1テストチャンネルI F手段;と 上記1F1REF信号のサンプルをとってIF1REFサンプル信号を供給する サンプリング手段;と第2中波リファレンス信号(REFIF2)を発生させる 手段; 上記1F1REFサンプル信号及び上記REFIF2に反応し混合IF1+IF 2信号を供給するオフセット周波数変換手段;と 上記IF1+IF2信号を2つの信号部分に分離する手段;と 上記IF1+IF2信号の1部分を上記1F1REF信号と混合して上記リファ レンス信号入力(IF2REF)と結び付く中波出力信号を供給する手段;及び 上記IF1+IF2信号の他の部分を上記IF1SIG信号と混合して上記テス ト信号入力と結び付く中波出力信号(IF2SIG)を供給する手段;とを備え 、それにより上記IF2REF信号及びIF2SIGが上記レシーバーローカル オシレーター信号の実際の周波数と必要とされるローカルオシレーター周波数と の周波数差に逆らわない周波数と符合するもの。 27.上記第1リファレンスIF手段及び第1テストIF手段が以下のものを備 える、クレーム26のIFステージ: 別個の周波数間隔で反応して第1LO信号を供給するプログラム可能なローカル オシレーター(LO);上記第1LO信号を、上記第1リファレンスIF手段用 のLO信号と、上記第1テストIF手段用のLO信号に分離するためのパワース プリッター;及び上記第1LO信号を上記リファレンス信号と混合して上記第1 リファレンス中波(IF1SIG)信号を得るための周波数ミキサー。 28.上記第21Fリファレンス信号(REFIF2)が上記送信信号から独立 したソースから得られる、クレーム26のIFステージ。 29.上記独立ソースが安定なクロックオシレーターを備える、クレーム28の IFステージ。 30.上記オフセット周波数変換手段が以下のものを備える、クレーム26のI Fステージ: アップコンバージョンLO信号及び逓降変換LO信号を供給するためのオシレー ター回路であって、上記逓降変換LO信号が周波数において上記第21F周波数 信号(REFIF2)だけ異なるようなもの;及び上記アップコンバージョンL O信号、上記逓降変換LO信号及び上記IF1REFサンプル信号に反応して上 記IF1+IF2信号を供給するための周波数コンバーターステージ。 31.上記オシレーター回路が: 上記アップコンバージョンLO信号周波数に効力のある固定オシレーター; 制御電圧に反応する電圧制御されたオシレーター;上記アップコンバージョンL O信号と上記逓降変換LO信号とを混合して差信号を得るのに効力がある混合器 ;及び 上記差信号を上記第2IFリファレンス信号(REFIF2)にロックして上記 制御電圧を供給するのに効力のある位相ロックされたループ;を備え、それによ り上記電圧制御されたオシレーターが上記逓降LO信号を上記アップコンバージ ョンLO信号プラス上記第2IFリファレンス信号(REFIF2)の周波数で 供給する、クレーム30のIFステージ。 32.上記周波数変換器ステージが以下のものを備える、クレーム30のIFス テージ: 上記IF1REFサンプル信号及び上記アップコンバージョンLO信号に反応し てアップコンバートされたIF信号(IF3)を供給する周波数アップコンバー ター;上記アップコンバートされたIF信号(IF3)からの混合工程による望 まれない周波数成分を除去するためのフィルター手段;及び 上記アップコンバートされたIF信号(IF3)及び上記逓降LO信号に反応し て上記IF1+IF2出力信号を供給する周波数逓降器。 33.上記アップコンバートされたIF信号(IF3)が周波数において上記I F1REFサンプル信号より高いが、上記アップコンバージョンLO信号より低 い、クレーム32のIFステージ。 39.入力(IF1基準)とクロック基準(基準IF2)信号の和であるオフセ ット出力(IF1+IF2)信号を提供するために前記入力信号と前記固定クロ ック基準信号に応答しうるオフセット周波数変換回路であって、アップコンバー ジョンLO信号とダウンコンバージョンLO信号を供給するための発振回路と、 前記クロック基準信号によって前記アップコンバージョンLO信号から周波数の 異なる前記ダウンコンバージョン信号と、 前記オフセット信号を供給するために、前記アップコンバージョンLO信号、前 記ダウンコンバージョンLO信号及び前記入力信号に応答する周波数変換ステー ジとからなるオフセット周波数変換回路。 40.前記アップコンバージョンLO信号と前記ダウンコンバージョンLO信号 が入力信号よりも周波数が高くなっている請求項39に記載のオフセット周波数 変換回路。 41.前記発振回路は、 前記アップコンバージョンLO信号周波数で作動する固定発振器と、 制御電圧に応答する電圧制御された発振器と、異なる信号を得るために前記アッ プコンバージョンLO信号と前記ダウンコンバージョンLO信号を混合作動する ミキサと、 前記クロック基準信号に前記異なる信号をロックし、かつ前記制御電圧を供給す る位相ロックされたループとからなり、 それによって、前記アップコンバージョンLO信号と前記クロック基準信号の周 波数で前記電圧制御された発振器がダウンコンバージョンLO信号を供給する、 請求項39に記載のオフセット周波数変換回路。 42.前記周波数変換ステージが、 アップコンバートされたIF信号(IF3)を供給するために、前記入力信号と 前記アップコンバージョンLO信号に応答する周波数アップコンバータと、前記 アップコンバートされたIF信号(IF3)の混合処理により求められていない 周波数を取り除く第1手段と、 前記オフセット出力信号を供給するために前記アップコンバートされたIF信号 (IF3)と前記ダウンコンバートLO信号に応答する周波数ダウンコンバータ とからなる請求項39に記載のオフセット周波数変換回路。 43.前記アップコンバートされたIF(IF3)信号は前記入力信号の周波数 よりも高いが、前記アップコンバージョンLO信号よりも低い周波数である請求 項42に記載のオフセット周波数コンバータ。 44.前記アップコンバージョンLO信号は120.0MHzであって、前記ア ップコンバートされたIF信号(IF3)は75MHzであり、前記入力信号は 公称45.0MHzである請求項43に記載のオフセット周波数コンバータ。 45.前記アップコンバートされたIF信号(IF3)は前記入力信号の第2高 調波よりも周波数が低い信号からなる請求項43に記載のオフセット周波数コン バータ。
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